Liceo Vittoria Colonna LABORATORIO DI FISICA La nostra scuola fino allo scorso anno ha avuto una sperimentazione autonoma. Il Dipartimento di matematica, fisica e informatica aveva stabilito, per quanto riguarda l’insegnamento della fisica, di suddividere la programmazione nel seguente modo: BIENNIO: teoria degli errori, meccanica TRIENNIO: termologia, ottica, elettromagnetismo e fisica moderna L’utilizzo del laboratorio era previsto principalmente nel biennio; l’approccio metodologico era quello di partire dall’esperienza laboratoriale passando poi alla formalizzazione dei contenuti. Dopo aver letto le indicazioni nazionali riguardanti gli obiettivi specifici di apprendimento per i nuovi percorsi liceali, il Dipartimento ha deciso di uniformarsi a tali indicazioni e ha rivisto la programmazione continuando con l’approccio metodologico laboratoriale già sperimentato da anni. prof.ssa Paola Lazzarini, Liceo V. Colonna

(25 gennaio 2011/Termine delle lezioni) I QUADRIMESTRE (13 settembre 2010/24 gennaio 2011) CONTENUTI LIVELLI ESSENZIALI/STANDARD RISULTATI ATTESI Il metodo sperimentale; le grandezze fisiche; la misura; il foglio elettronico; gli strumenti di misura; la teoria degli errori Attività di laboratorio Lo studente conosce e comprende le nozioni di base della materia, applica le conoscenze in modo corretto in contesti noti, espone in modo comprensibile e pertinente alle richieste Saper riconoscere gli strumenti di misura ed individuare le loro caratteristiche. Sviluppare abilità relative alla misura N. PROVE DI VERIFICA TIPOLOGIA 4 ORALI 1 SCRITTE 3 TEST SOMMATIVO DI INDIRIZZO II QUADRIMESTRE (25 gennaio 2011/Termine delle lezioni) CONTENUTI LIVELLI ESSENZIALI/STANDARD RISULTATI ATTESI La propagazione degli errori; proporzionalità diretta ed inversa; i vettori; grandezze scalari e vettoriali Attività di laboratorio Lo studente conosce e comprende le nozioni di base della materia, applica le conoscenze in modo corretto in contesti noti, espone in modo comprensibile e pertinente alle richieste Saper osservare ed identificare fenomeni; saper formulare ipotesi e saper applicare gli strumenti matematici . Saper impostare una relazione di laboratorio. Comprendere il carattere induttivo delle leggi. N. PROVE DI VERIFICA TIPOLOGIA 4 ORALI 1 SCRITTE 3 TEST SOMMATIVO DI INDIRIZZO

ESPERIENZE DI LABORATORIO PREVISTE Misure di lunghezza con righello e calibro Misura di superfici regolari ed irregolari: metodo diretto e indiretto Misura di volumi: metodo diretto e indiretto Misura del lato e dell’area di un quadrato Legge di allungamento di una molla L’errore statistico (misurazione del diametro di un numero n grande di tappi) Somma di vettori Moto rettilineo uniforme

METODOLOGIA Nel biennio si svilupperanno la teoria degli errori, argomenti di meccanica, introducendo anche elementi di ottica e di termologia. Si prevede di alternare prove di laboratorio a lezioni teoriche durante le quali introdurre la formalizzazione del concetto che sta alla base dell’esperienza svolta: ciò per portare l’alunno ad una conoscenza più consapevole della disciplina.

IMPREVISTI L’arrivo tardivo delle indicazioni nazionali non ci ha permesso di individuare un libro di testo adeguato alla nuova programmazione; per questo motivo abbiamo deciso di integrare il testo adottato ( che comunque sarà utilizzato nella sua completezza nel triennio) con schede di laboratorio preparate dai docenti, eventuali fotocopie di altri testi e l’utilizzo di mezzi informatici quali cd rom di argomento specifico.

Laboratorio Di Fisica ESEMPIO DI SCHEDA DI LABORATORIO La legge di Hooke Scopo dell’esperienza Vogliamo verificare il comportamento elastico di una molla : se appendiamo progressivamente dei pesetti ad una molla, la molla si allunga , se togliamo i pesetti la molla torna al punto di partenza. Tra i pesetti applicati e l’allungamento della molla c’è una relazione di proporzionalità che può essere verificata graficamente. L’esperienza può essere anche utilizzata per determinare una caratteristica della molla che si chiama costante elastica.

Dispositivo sperimentale Descrivi gli strumenti che hai sul tavolo e fai un disegno del dispositivo sperimentale

F= mg forza peso (g=9,8 m/s2 accelerazione di gravità) Pillole di teoria La legge che vogliamo verificare ha una formulazione matematica: F=- K Δx dove K è la costante elastica della molla ( dipende dal tipo di materiale) e Δx l’allungamento che la molla subisce quando appendiamo progressivamente i pesetti. Il segno negativo indica che la forza tende sempre a riportare il corpo nella posizione iniziale (forza di richiamo). Se i pesetti vengono applicati senza far oscillare troppo la molla, si osserverà , al termine del’allungamento, che la molla ed i pesetti sono in equilibrio quindi devono agire delle forze uguali ed opposte: la forza elastica della molla è in equilibrio con la forza esercitata dai pesetti ( forza peso). Se consideriamo solo il valore numerico delle forze, possiamo scrivere : F= k Δx forza elastica F= mg forza peso (g=9,8 m/s2 accelerazione di gravità) Eguagliando le forze mg = kΔx ricaviamo il valore di k k = mg/Δx

Si dovrebbe ottenere un grafico come quello in figura: Quindi, conoscendo m, g e Δx possiamo calcolare il valore della costante elastica della molla K che è un valore  che deve rimanere sempre costante. La proporzionalità tra la forza applicata e l’allungamento subito dalla molla può essere anche verificata utilizzando un grafico . Infatti , una volta effettuate tutte le misure, si può costruire il grafico della forza in funzione dell’allungamento con F sull’asse delle ordinate e Δx sull’asse delle ascisse. Si dovrebbe ottenere un grafico come quello in figura: F Il valore di k è in relazione con l’inclinazione della retta Δx Il grafico proverai poi a costruirlo utilizzando il computer

Tabella dei dati sperimentali Massa agganciata (kg) Lunghezza della molla (m) Lunghezza iniziale =

Elaborazione dei dati sperimentali Massa Allungamento=lunghezza- lunghezza iniziale K=(massax9,8):allungamento kg m N/m Conclusioni Analizza i valori di k che hai calcolato e verifica se sono approssimativamente uguali tra loro; in questo caso l’esperienza è ben riuscita . Se i valori non sono confrontabili tra loro, fai delle ipotesi relative al perché l’esperienza non ha dato i valori sperati .

OSSERVAZIONI IN ITINERE Dopo questo primo periodo di lavoro osserviamo che l’approccio laboratoriale conferma quello che è stato il nostro lavoro dei precedenti anni: - attraverso le esperienze analizzate l’alunno impara ad osservare un fenomeno naturale da vari punti di vista in maniera più critica e comincia a collegare le sue esperienze di tutti i giorni con quanto osservato in laboratorio; - l’approccio sperimentale permette di avvicinare gli alunni al formalismo della materia in modo graduale; - l’esperienza di laboratorio permette allo studente di comprendere il nesso tra evidenze sperimentali e modelli teorici.

VALUTAZIONE Da vari anni in questo Istituto si è scelto di valutare gli alunni con un solo voto anche a fine primo quadrimestre. Il voto è la sintesi di molteplici aspetti dell’apprendimento. Per quanto riguarda il laboratorio di fisica vengono valutati: - elaborati scritti - relazioni di laboratorio - interrogazioni orali - partecipazione al dialogo educativo Il dipartimento di matematica, fisica e informatica ha elaborato una tabella di valutazione di seguito riportata:

Criteri per la valutazione delle verifiche per tutti gli indirizzi: Voti Giudizi 1 – 2 Lo studente   non conosce minimamente i contenuti fondamentali della disciplina 3 manifesta gravi e/o numerose lacune nelle nozioni di base non è in grado di risolvere i problemi proposti non sa esporre gli argomenti trattati 4 manifesta lacune nelle nozioni di base risolve solo parzialmente gli esercizi proposti espone in modo frammentario e/o poco comprensibile 5 manifesta incertezze nella conoscenza e nella comprensione delle nozioni di base applica le sue conoscenze con difficoltà espone in forma poco chiara e non sempre pertinente 6 conosce e comprende le nozioni di base della materia applica le conoscenze in modo corretto in contesti noti espone in modo comprensibile e pertinente alle richieste Per tutti gli indirizzi: per le verifiche sotto forma di test sarà stabilito di volta in volta il punteggio da assegnare ai singoli quesiti.

Per tutti gli indirizzi: 7 Lo studente   possiede una conoscenza quasi completa degli argomenti trattati applica le sue conoscenze in modo autonomo espone con correttezza, con ordine e con lessico adeguato 8 possiede una conoscenza completa e organica applica le sue conoscenze mostrando buone capacità di correlazione e sintesi espone in modo fluido e coerente rielaborando i contenuti in maniera personale e con sicura padronanza della terminologia specifica 9 – 10 applica le sue conoscenze anche in contesti diversi da quelli noti è capace di operare rilievi critici è capace di operare scelte autonome e motivate espone in modo brillante e con linguaggio ricco e personale Per tutti gli indirizzi: per le verifiche sotto forma di test sarà stabilito di volta in volta il punteggio da assegnare ai singoli quesiti.